Question

北京時(shí)間2005年10月12日9時(shí)，我國(guó)自主研制的“神舟六號(hào)”載人飛船由“長(zhǎng)征二號(hào)F”運(yùn)載火箭從甘肅酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，10多分鐘后，成功進(jìn)入預(yù)定軌道．這是我國(guó)第二次進(jìn)行載人航天飛行，也是第一次將我國(guó)兩名航天員同時(shí)送上太空．10月17日凌晨，繞地球飛行了5天77圈的“神舟六號(hào)”飛船載著巡天歸來的航天員費(fèi)俊龍、聶海勝在內(nèi)蒙古四子王旗阿木古朗草原成功著陸！現(xiàn)在請(qǐng)回答下列問題：
（1）火箭的燃料主要使用液態(tài)氫是因?yàn)樗�的熱�?

大

（填“大”或“小”）．
（2）飛船在脫離火箭之前，相對(duì)于

火箭

是靜止的．
（3）火箭在加速上升過程中機(jī)械能

增大

（選填：“增大”、“減小”或“不變”），這個(gè)能量是由

內(nèi)

能轉(zhuǎn)化過來的．由于地球自西向東不停地自轉(zhuǎn)，為節(jié)省燃料，火箭升空后應(yīng)向

偏東

方向飛行（選填：“偏東”或“偏西”）．
（4）在太空中飛船總共飛行時(shí)間為115h 32min，沿橢圓軌道圍繞地球運(yùn)行了77圈，在整個(gè)過程中航天員一共看到

77

次日出．軌道上離地面最近點(diǎn)200km，最遠(yuǎn)點(diǎn)350km．從遠(yuǎn)地點(diǎn)到近地點(diǎn)運(yùn)行的過程中，飛船的速度

增大

，勢(shì)能

減小

．
（5）飛船在太空運(yùn)行時(shí)，處于失重狀態(tài)的兩名航天員的質(zhì)量

不變

（填“變”或“不變”），

仍具有

慣性（填“沒有”或“仍具有”）．飛船在太空成功完成了數(shù)千個(gè)運(yùn)行動(dòng)作，是通過噴射燃?xì)鈦韺?shí)施變軌、姿態(tài)確定的（即改變運(yùn)行高度、運(yùn)行方向），這是應(yīng)用了物理學(xué)中

力的作用是相互的

的原理，而太陽能帆板展開，是為了

增大受光的面積，將更多的太陽能轉(zhuǎn)化為電能

．

（6）飛船返回大氣層時(shí)與大氣層發(fā)生劇烈摩擦，變成一個(gè)火球（如圖），將

機(jī)械

能轉(zhuǎn)化為

內(nèi)

能．因此給飛船降溫十分重要．一種重要的降溫方式就是“燒蝕防熱”：在飛船表面涂有一層高分子固體材料，讓這些材料在發(fā)生物態(tài)變化時(shí)吸收熱量．你認(rèn)為可能發(fā)生的物態(tài)變化有

升華

、

汽化

、

熔化

，理由是這些物態(tài)變化都是

吸熱

過程．
（7）返回艙返回地球時(shí)，在距地面約1m高處，反沖發(fā)動(dòng)機(jī)向地面噴火（如圖），飛船進(jìn)一步減速，最后落地，請(qǐng)你寫出在這一過程中包含的兩條力學(xué)知識(shí)．
第一條：

力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

；第二條：

物體間力的作用是相互的

．

Answer 1

分析：解決此題要掌握以下知識(shí)點(diǎn)：
（1）液態(tài)氫具有較高的熱值，完全燃燒相同質(zhì)量的氫時(shí)，可以釋放出更多的熱量；
（2）當(dāng)兩個(gè)物體之間沒有位置變化時(shí)，以其中任何一個(gè)物體為參照物，另一個(gè)物體都是靜止的；
（3）物體加速上升，速度增大，動(dòng)能增大，高度升高，重力勢(shì)能增大；
燃料燃燒產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能最終又轉(zhuǎn)化為火箭的機(jī)械能；
（4）飛船在遠(yuǎn)地點(diǎn)的勢(shì)能最大，動(dòng)能最小，在近地點(diǎn)的勢(shì)能最小，動(dòng)能最大；
（5）質(zhì)量是物質(zhì)的屬性，與物體所處的位置無關(guān)；
慣性是物體的特性，慣性的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大；
（6）飛船與空氣摩擦做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為飛船的內(nèi)能，溫度升高；
表面材料可能發(fā)生熔化、汽化和升華的物態(tài)變化；
（7）反沖發(fā)動(dòng)機(jī)向地面噴火時(shí)，火焰也會(huì)給飛船一個(gè)向上的力，使飛船的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變．

解答：解：（1）運(yùn)載火箭采用液態(tài)氫作為火箭的燃料，原因是液態(tài)氫具有較高的熱值，完全燃燒相同質(zhì)量的氫時(shí)，可以釋放出更多的熱量；
（2）飛船在脫離火箭之前，飛船與火箭的速度相同，沒有發(fā)生位置變化，所以飛船相對(duì)火箭是靜止的；
（3）燃料的內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，使火箭的機(jī)械能增加，飛船可以升空；
因?yàn)榈厍蚴亲晕飨驏|自轉(zhuǎn)的，所以火箭向東發(fā)射可以節(jié)省燃料；
（4）飛船圍繞地球運(yùn)行了77圈，每一圈都可以看到日出，所以在整個(gè)過程中航天員一共看到77次日出日落；
飛船在從遠(yuǎn)地點(diǎn)到近地點(diǎn)運(yùn)行的過程中，飛船的重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；
（5）兩位宇航員的質(zhì)量不會(huì)隨位置的變化而變化，而慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)，所以仍然有慣性；
因?yàn)榱Φ淖饔檬窍嗷サ�，所以飛船可以通過噴射燃?xì)鈦韺?shí)施變軌、姿態(tài)確定；
太陽能帆板展開可以增大受光的面積，將更多的太陽能轉(zhuǎn)化為電能；
（6）飛船與空氣摩擦做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為飛船的內(nèi)能，溫度升高；
其表面材料因?yàn)槲�收大量的熱量，所以可能發(fā)生熔化、汽化和升華的物態(tài)變化；
（7）反沖發(fā)動(dòng)機(jī)向地面噴火時(shí)，火焰也會(huì)給飛船一個(gè)向上的力，這說明力的作用是相互的；
飛船減速，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，所以力也可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
故答案為：（1）大；
（2）火箭；
（3）增大，內(nèi)，偏東；
（4）77，增大，減��；
（5）不變，仍具有，力的作用是相互的；增大受光的面積，將更多的太陽能轉(zhuǎn)化為電能；
（6）機(jī)械，內(nèi)，升華，汽化，熔化，吸熱；
（7）力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，物體間力的作用是相互的．

點(diǎn)評(píng)：此題是一道綜合題目，考查了燃料熱值的特性，參照物的選取問題，物態(tài)變化問題及力的有關(guān)知識(shí)，要結(jié)合這些知識(shí)點(diǎn)具體分析解答．